软件架构设计原则之依赖倒置原则

依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle,DIP)是指设计代码结构时,高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象。抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象。通过依赖倒置,可以减少类与类之间的耦合性,提高系统的稳定性,提高代码的可读性和可维护性,并且能够降低修改程序所造成的风险。接下来看一个案例,还是以Course(课程)为例,先来创建一个类Tom:

public class Tom {
    public void studyJavaCourse(){
        System.out.println("Tom在学习Java的课程");
    }

    public void studyPythonCourse(){
        System.out.println("Tom在学习Python的课程");
    }
}

来调用一下:

public static void main(String[] args) {
    Tom tom = new Tom();
    tom.studyJavaCourse();
    tom.studyPythonCourse();
}

Tom热爱学习,目前正在学习Java课程和Python课程。大家都知道,学习也是会上瘾的。随着学习兴趣的“暴涨”,现在Tom还想学习AI(人工智能)的课程。这时候,因为业务扩展,要从低层到高层(调用层)依次修改代码。在Tom类中增加studyAICourse()方法,在高层也要追加调用。如此一来,系统发布以后,实际上是非常不稳定的,在修改代码的同时也会带来意想不到的风险。接下来我们优化代码,创建一个课程的抽象ICourse接口:

public interface ICourse {
    void study();
}

然后编写JavaCourse类:

public class JavaCourse implements ICourse {
    @Override
    public void study() {
        System.out.println("Tom在学习Java课程");
    }
}

再实现PythonCourse类:

public class PythonCourse implements ICourse {
    @Override
    public void study() {
        System.out.println("Tom在学习Python课程");
    }
}

修改Tom类:

public class Tom {
    public void study(ICourse course){
        course.study();
    }
}

来看调用代码:

public static void main(String[] args) {
    Tom tom = new Tom();
    tom.study(new JavaCourse());
    tom.study(new PythonCourse());
}

这时候再看来代码,Tom的兴趣无论怎么暴涨,对于新的课程,只需要新建一个类,通过传参的方式告诉Tom,而不需要修改底层代码。实际上这是一种大家非常熟悉的方式,叫依赖注入。注入的方式还有构造器方式和Setter方式。我们来看构造器注入方式:

public class Tom {

    private ICourse course;

    public Tom(ICourse course){
        this.course = course;
    }

    public void study(){
        course.study();
    }
}

看调用代码:

public static void main(String[] args) {
    Tom tom = new Tom(new JavaCourse());
    tom.study();
}

根据构造器方式注入,在调用时,每次都要创建实例。如果Tom是全局单例,则我们就只能选择用Setter方式来注入,继续修改Tom类的代码:

public class Tom {
    private ICourse course;
    public void setCourse(ICourse course) {
        this.course = course;
    }
    public void study(){
        course.study();
    }
}

看调用代码:

public static void main(String[] args) {
    Tom tom = new Tom();
    tom.setCourse(new JavaCourse());
    tom.study();

    tom.setCourse(new PythonCourse());
    tom.study();
}

现在我们再来看最终的类图,如下图所示。
图片1.png

大家要切记:以抽象为基准比以细节为基准搭建起来的架构要稳定得多,因此在拿到需求之后,要面向接口编程,先顶层再细节地设计代码结构。

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设计模式就该这样学
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